Hochelastische Kupplung für elastisch ... - Maryland Metrics
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TOK<br />
<strong>Hoch<strong>elastisch</strong>e</strong> <strong>Kupplung</strong><br />
<strong>für</strong> <strong>elastisch</strong> aufgestellte Motoren<br />
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REICH KUPPLUNGEN products<br />
are available from<br />
MARYLAND METRICS<br />
P.O. Box 261 Owings Mills, MD 21117 USA<br />
ph: (410)358-3130 (800)638-1830 fx: (410)358-3142 (800)872-9329<br />
web: http://mdmetric.com email: sales@mdmetric.com<br />
RFQ form: http://mdmetric.com/rfq.htm<br />
Ihr Antrieb ist unsere Stärke. Ihre Stärke ist unser Antrieb.<br />
copyright 2011 maryland metrics/Maschinenfabrik Dipl.-Ing. Herwarth Reich GmbH
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TOK - hoch<strong>elastisch</strong>e <strong>Kupplung</strong> <strong>für</strong> <strong>elastisch</strong> aufgestellte Motoren<br />
Die hoch<strong>elastisch</strong>e TOK <strong>Kupplung</strong> wurde speziell <strong>für</strong> Anwendungen entwickelt, die sehr geringe Verdrehsteifigkeiten erfordern.<br />
Darüberhinaus ist sie besonders gut <strong>für</strong> den Ausgleich von radialen, winkeligen und axialen Verlagerungen an <strong>elastisch</strong> aufgestellten<br />
Antrieben geeignet. Mit der großen Bandbreite von <strong>elastisch</strong>en <strong>Kupplung</strong>selementen und Adaptierungen ergeben sich<br />
<strong>für</strong> die verschiedensten Aufgaben Lösungen aus dem Standard. Diese können je nach Bedarf durch spezifische Anpassungen<br />
ergänzt werden.<br />
Bauformen und Baugrößen<br />
Das <strong>elastisch</strong>e Element ist so gestaltet, dass es hohe Drehmomentkapazität und gleichzeitig hohe Verlagerungsfähigkeit mit<br />
der Eignung <strong>für</strong> hohe Drehzahlen verbindet. Seine Steifigkeit kann durch Wahl verschiedener Gummisorten den Erfordernissen<br />
angepasst werden. Die Adaptierungen orientieren sich an den üblichen Schwungradanschlussmaßen nach SAE J620. Die TOK-<br />
<strong>Kupplung</strong>sbaureihe umfasst <strong>Kupplung</strong>sgrößen <strong>für</strong> einen Drehmomentbereich von ca. 1000 Nm bis 86.000 Nm.<br />
Die sehr geringe Verdrehsteifigkeit gestattet eine sichere überkritische Auslegung der <strong>Kupplung</strong>. Bei Start und Stopp wird der<br />
Resonanzbereich kurz durchfahren, im Betriebs-Drehzahlbereich wird die sehr gute Entkopplung zwischen Verbrennungsmotor<br />
und Arbeitsmaschine erreicht. Die TOK-<strong>Kupplung</strong> gestattet die direkte Verbindung zwischen Motor und Arbeitsmaschine und ist<br />
ohne Verwendung weiterer Komponenten <strong>für</strong> die durch die <strong>elastisch</strong>e Aufstellung auftretenden Verlagerungen geeignet. In den<br />
meisten Ausführungen ist dabei sogar die radiale Demontage möglich. Rückstellkräfte bleiben trotz guter Verlagerungsfähigkeit<br />
innerhalb der zulässigen Grenzen, bei deutlicher Reduzierung des Montageaufwands.<br />
1 Flansch<br />
2 Nabe<br />
3 Gummielement<br />
3a Innenhülse<br />
3b Gummischeibenkörper<br />
3c Außenring<br />
4 Zwischenring<br />
Konstruktiver Aufbau und Wirkungsweise<br />
Die hoch<strong>elastisch</strong>en torsionsoptimierten TOK-<strong>Kupplung</strong>en wurden speziell <strong>für</strong> den Einsatz an <strong>elastisch</strong> aufgestellten Antrieben<br />
gestaltet. Entsprechend sind bei den Standardbauformen der <strong>Kupplung</strong>sflansch 1 und die <strong>Kupplung</strong>snabe 2 passend <strong>für</strong> übliche<br />
Motor- und Wellen-Anschlussmaße ausgeführt.<br />
Radial-, Winkel- und Axialverlagerungen werden von einem <strong>elastisch</strong>en Element ausgeglichen. Das hoch<strong>elastisch</strong>e <strong>Kupplung</strong>selement<br />
3 ist als Gummi-Metallverbindung zwischen Innenhülse 3a Gummischeibenkörper 3b und Außenring 3c ausgeführt. In<br />
vielen Anwendungen sind Flansch 1 und Außenring 3c in einem Bauteil integriert. Optional gestattet ein geteilter Zwischenring 4<br />
die radiale Demontage der <strong>Kupplung</strong> ohne die beiden verbundenen Aggregate zu verschieben.<br />
Wirkt ein Drehmoment auf die Antriebseite, so ergibt sich durch die Verdrehelastizität des Gummischeibenkörpers eine relative<br />
Verdrehung gegenüber der Abtriebseite wodurch Drehschwingungen wirkungsvoll entkoppelt werden.<br />
Neben Standardausführungen lassen sich vielfältige kundenspezifische Lösungen mit dem TOK-<strong>Kupplung</strong>ssystem realisieren<br />
Vorteile der TOK <strong>Kupplung</strong><br />
• direkter Anschluss an SAE J620, Adaption an andere Schwungräder nach Vorgabe<br />
• Ausgleich von Axial-, Radial- und Winkelversatz<br />
• variable Einbaulängen<br />
• spiel- und wartungsfrei<br />
• Steigerung der Drehmomentkapazität durch Einsatz von 2 Elementen<br />
• <strong>für</strong> höchste Drehzahlen geeignet<br />
• Leichtbau durch Verwendung von hochfestem Aluminium, optional<br />
2 04-09_TOK_ElaAufgMot.indd
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Technische Daten<br />
<strong>Kupplung</strong><br />
Größe<br />
Nominaldrehmoment<br />
Maximaldrehmoment<br />
Dauer-<br />
Dynamische<br />
wechsel-<br />
1)<br />
Drehfedersteifdrehmoment<br />
2)<br />
Masse<br />
Massenträgheitsmoment<br />
maximale<br />
Drehzahl<br />
maximal zulässiger<br />
Versatz 3)<br />
dauerhaft/ kurzzeitig<br />
Radial Axial Winklig<br />
T KN<br />
T Kmax<br />
T KW<br />
C T dyn<br />
m J 1<br />
J 2<br />
n max<br />
∆ Kr ∆ Ka ∆ Kw<br />
[Nm] [Nm] [Nm] [Nm/rad] [kg] [kgm 2 ] [kgm 2 ] [min -1 ] [mm] [mm] [ ° ]<br />
TOK 270 F2.10 1500 4500 480 5500 13,1 0,20 0,02 5000 2/5 2,5/7 0,6/2<br />
TOK 305 F2.11,5 2800 8400 870 12000 17,4 0,32 0,06 4400 2/5 2,5/7 0,6/2<br />
TOK 410 F2.14 5000 15000 1530 15000 36,6 1,34 0,11 3300 3/8 5/14 0,6/2<br />
TOK 510 F2.18 7500 22500 2300 27000 50,2 2,47 0,40 2600 3/8 5/14 0,6/2<br />
TOK 605 F2.21 18000 54000 5400 75000 88,5 6,28 0,94 2200 3/8 5/14 0,6/2<br />
TOK 605 F2D 36000 108000 10800 150000 177 12,6 1,9 2200 3/8 5/14 0,2/0,5<br />
TOK 700 F2.21 30000 90000 9000 120000 202,5 11,2 4,8 1900 4/12 6/18 0,6/2<br />
TOK 835 F2.920 43000 129000 12900 180000 213,0 25,9 5,85 1600 6/18 7/20 0,6/2<br />
TOK 835 F2D 86000 258000 25800 360000 426 51,8 11,8 1600 6/18 7/20 0,2/0,5<br />
Tab. 1 Technische Daten<br />
1)<br />
Ausführung der Gummielemente Standard, relative Dämpfung Ψ = 0,5; weitere Ausführungen auf Anfrage<br />
2)<br />
Dauerwechseldrehmoment ± T KW<br />
bei f = 10 Hz, bei anderen Frequenzen f x<br />
gilt T KW<br />
<br />
3)<br />
Daten <strong>für</strong> Drehzahl 1500 min -1 , Werte <strong>für</strong> andere Drehzahlen auf Anfrage.<br />
Empfehlung: Für Installation je Verlagerungsrichtung auf maximal je 20% ∆ K ausrichten;<br />
Betrieblich muss die Summe aller ∆ K-Anteile < 100% bleiben<br />
10<br />
f<br />
x<br />
Auswahl der <strong>Kupplung</strong>sgröße<br />
Für den Einsatz an Verbrennungsmotoren erfolgt die Auslegung und Auswahl der <strong>Kupplung</strong>sgröße nach drehschwingungstechnischen<br />
Gesichtspunkten. Bei überschlägiger Auslegung nach dem Motordrehmoment T AN<br />
soll <strong>für</strong> TOK-<strong>Kupplung</strong>en ein allgemeiner<br />
Sicherheitsfaktor von S = 1,3 - 1,5 berücksichtigt werden.<br />
Für die richtige <strong>Kupplung</strong>sauslegung sind folgende Bedingungen zu beachten:<br />
1. Das Nenndrehmoment T KN<br />
der <strong>Kupplung</strong> muss unter Berücksichtigung des<br />
Temperaturfaktors S t<br />
bei jeder Betriebstemperatur mindestens so groß sein wie<br />
das max. Motordrehmoment T AN<br />
2. Berechnung des Motornenndrehmomentes T AN<br />
:<br />
3. Der Temperaturfaktor S t<br />
berücksichtigt das Absinken der <strong>Kupplung</strong>sbelastbarkeit<br />
infolge höherer Umgebungstemperatur<br />
4. Das Maximaldrehmoment T Kmax<br />
der <strong>Kupplung</strong> muss unter Berücksichtigung<br />
des Temperaturfaktors S t<br />
bei jeder Betriebstemperatur mindestens so groß sein<br />
wie das größte im Betrieb auftretende Drehmoment T max<br />
.<br />
5. Das zulässige Dauerwechseldrehmoment T KW<br />
der <strong>Kupplung</strong> muss mindestens<br />
so groß sein wie das größte im Betriebsdrehzahlbereich auftretende Wechseldrehmoment<br />
T W<br />
unter Berücksichtigung von Temperatur und Frequenz. Der<br />
Frequenzfaktor S f<br />
berücksichtigt die Frequenzabhängigkeit des zulässigen<br />
Dauerwechseldrehmomentes T KW (10Hz)<br />
<strong>für</strong> andere Frequenzen f x<br />
.<br />
T<br />
AN<br />
S<br />
t<br />
60°C 70°C 80°C >80°C<br />
S t<br />
1,25 1,4 1,6 auf Anfrage<br />
Die Überprüfung der <strong>Kupplung</strong>sauslegung hinsichtlich der zulässigen <strong>Kupplung</strong>sbelastung sollte durch eine Drehschwingungsberechnung<br />
erfolgen, die wir auf Wunsch durchführen. Bei Einsatz der TOK <strong>Kupplung</strong> in Antrieben mit hohen Schwankungen bei<br />
der Drehmomentaufnahme der Arbeitsmaschine ist ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor zu wählen.<br />
Es ist da<strong>für</strong> Sorge zu tragen, dass das System nicht dauerhaft bei der Resonanzfrequenz betrieben wird, um Schäden an <strong>Kupplung</strong><br />
und Aggregaten zu vermeiden.<br />
Weitere Informationen zur Torsionsschwingungsanalyse und zum Betrieb der hoch<strong>elastisch</strong>en TOK <strong>Kupplung</strong> sind auf Anfrage<br />
erhältlich.<br />
T<br />
KN<br />
T AN [Nm]<br />
T<br />
Kmax<br />
T<br />
KW(10Hz)<br />
P[kW]<br />
9550<br />
n[min<br />
1<br />
]<br />
<br />
T<br />
max<br />
<br />
T<br />
W<br />
S<br />
t<br />
S S<br />
t f<br />
f<br />
S x<br />
f<br />
<br />
10<br />
l t llt d h i D h h i<br />
04-09_TOK_ElaAufgMot.indd<br />
3
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<strong>Kupplung</strong>sauslegung / Daten zur Drehschwingungsberechnung<br />
Motor Typ<br />
Benennung<br />
Einheit Wert Benennung<br />
Anschlussmaße (gem. obiger Skizze)<br />
Kurzzeichen<br />
Kurzzeichen<br />
Leistung P [kW] Außen Ø D A<br />
[mm]<br />
Einheit<br />
Wert<br />
Drehzahl max n max<br />
[min -1 ] Lochkreis Ø D 1<br />
[mm]<br />
Drehzahl Leerlauf n idle<br />
[min -1 ] Anzahl n 1<br />
[mm]<br />
Drehmoment nominal T [Nm] Zentrierung Ø D 3<br />
[mm]<br />
maximal vom Motor T AN<br />
[Nm] Loch Ø D 4<br />
[mm]<br />
maximal im Betrieb T max<br />
[Nm] Einbaulänge L F<br />
[mm]<br />
Reihe / V (Winkel xx°) R/Vxx° - Nabenbohrung Ø D [mm]<br />
Zylinderzahl z - Nabenlänge L 1<br />
[mm]<br />
Motor-Haupterregerordnung i - Passfedernut Höhe H [mm]<br />
Zündfolge z 1<br />
,z 2<br />
, … z n<br />
Breite B [mm]<br />
Gesamt-Hubvolumen V H<br />
[ccm] zu erwartender Wellenversatz<br />
Massenträgheitsmoment<br />
(Motor + Schwungrad)<br />
J Mot<br />
[kgm 2 ] axial K a<br />
[mm]<br />
Abtrieb Typ radial K r<br />
[mm]<br />
Massenträgheitsmoment * ) J Abtrieb<br />
[kgm 2 ] winklig K w<br />
[°]<br />
Tab. 2 Daten <strong>für</strong> <strong>Kupplung</strong>sauslegung und Drehschwingungsanalyse<br />
* ) bei Getriebeübersetzung auf Antriebsseite zu reduzieren<br />
Die TOK <strong>Kupplung</strong>en <strong>für</strong> <strong>elastisch</strong>e Aufstellung sind vorzugsweise<br />
als direkte Verbindung zwischen den Aggregaten<br />
einsetzbar.<br />
Sollen größere Abstände zwischen Motor und Arbeitsmaschine<br />
überbrückt werden, kann die TOK <strong>Kupplung</strong> auch<br />
mit Eigenlagerung und Gelenkwelle ausgeführt werden.<br />
Alternativ sind hier<strong>für</strong> auch AC-VSK Vorschaltkupplungen<br />
einsetzbar; technische Daten in separatem Katalog auf Anfrage.<br />
Dipl.-Ing. Herwarth Reich GmbH<br />
Postfach 10 20 66 • D-44720 Bochum<br />
Vierhausstr. 53 • D-44807 Bochum<br />
Tel.: +49 (0)234 9 59 16 - 0<br />
Fax: +49 (0)234 9 59 16 - 16<br />
E-Mail:<br />
Internet:<br />
mail@reich-kupplungen.de<br />
http://www.reich-kupplungen.de<br />
Schutzvermerk ISO 16016 beachten: Weitergabe sowie<br />
Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung<br />
seines Inhalts sind verboten, soweit nicht ausdrücklich<br />
gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz.<br />
Alle Rechte <strong>für</strong> den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster-<br />
oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.<br />
© REICH-KUPPLUNGEN<br />
Ausgabe April 2009: Mit dem Erscheinen dieses TOK-Kataloges<br />
verlieren vorhergehende TOK-Unterlagen <strong>für</strong> <strong>elastisch</strong><br />
aufgestellte Motoren teilweise ihre Gültigkeit. Alle Maßangaben<br />
in Millimeter. Maß- und Konstruktionsänderungen<br />
vorbehalten
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